CO2-freie Wärmeerzeugung via Sektorenkoppelung
Mit dem Umbau der Energieversorgung hin zur Klimaneutralität stehen die Kommunen vor großen Aufgaben, denn das Energiesystem soll nachhaltig, verlässlich und bezahlbar sein. Diese Anforderungen werden mit einem Projekt adressiert, das im bayerischen Mertingen im Landkreis Donau-Ries entsteht. Mit Hilfe der Sektorenkoppelung wird klimafreundliche Wärme für Gewerbebetriebe, Haushalte und kommunale Liegenschaften erzeugt.
Bislang werden die Abnehmer dort mit nachhaltiger Wärme aus dem Nahwärmenetz der ProTherm Mertingen versorgt. Die Wärme stammt aus der Biogas-Abwärme zweier örtlicher Produktionsbetriebe. Aufgrund des Netzausbau steigt auch der Wärmebedarf, so dass eine weitere Erzeugungsanlage benötigt wird. Dies erfolgt durch die Installation einer Großwärmepumpe, die über einen nahegelegenen Photovoltaik-Park mit grünem Strom versorgt wird. „Unser Ziel ist eine effiziente und CO2-freie Wärmeerzeugung“, sagt Felix Schwahn, Geschäftsführer der GP Joule Wärme.
Die Stromversorgung des Luft-Wärmepumpensystems über eine direkt angeschlossene PV-Freiflächenanlage ermöglicht die Nutzung von Erneuerbaren Energien am Erzeugungsort, was vorteilhaft für das Energiesystem ist, da das Netz nicht mit eingespeistem Strom belastet wird. Zudem profitiert die Region von diesem Energiesystem, da die Wertschöpfung vor Ort bleibt.
Um einen sicheren und günstigen Betrieb im Energiesystem zu gewährleisten, erfolgt die Steuerung der Wärmepumpe über einen Digital-Twin, der die Wärmebedarfe im Netz, die Strommarktsituation und die Verfügbarkeit anderer Wärmequellen prognostiziert. Die zweistufige Wärmepumpe mit 700 kW thermischer Leistung kann Vorlauftemperaturen bis zu 80°C bereitstellen.
Damit die Energie auch in den Zeiten gespeichert wird, in denen keine oder nur wenig Sonne scheint, wurden zwei Wärmespeicher aufgestellt. Die beiden Pufferspeicher mit jeweils 84.000 Liter Wasserinhalt können die von der Wärmepumpe erzeugte Wärmeenergie aufnehmen und bei Bedarf an das Nahwärmenetz und die angeschlossenen Abnehmer verteilen.
Zusätzlich zu der bestehenden Photovoltaik-Freiflächenanlage mit 750 kWp sind weitere drei PV-Anlagen mit ca. 30 MWp in Mertingen in der Entwicklung. Der Großteil des damit erzeugten Stroms soll zur Wärmebereitstellung und zur Strombelieferung von Unternehmen vor Ort verwendet werden.
„Die Inbetriebnahme der ersten mit grünem Strom versorgten Luft-Wärmepumpe in dieser Größenordnung für ein kommunales Nahwärmenetz im Herbst 2023 ist ein Leuchtturmprojekt mit Blaupause-Effekt für viele weitere Nahwärmenetze, die GP Joule derzeit entwickelt“, sagt Felix Schwahn. „Aus der Praxis heraus können wir zeigen, welche Möglichkeiten sich bieten, wenn man die Sektoren vor Ort intelligent miteinander verbindet.“
